Basa grafit anu dilapis SiC umumna dianggo pikeun ngadukung sareng manaskeun substrat kristal tunggal dina alat deposisi uap kimia logam-organik (MOCVD). Stabilitas termal, keseragaman termal sareng parameter kinerja sanés tina basa grafit anu dilapis SiC maénkeun peran anu penting dina kualitas kamekaran bahan epitaksial, janten éta mangrupikeun komponén konci inti tina alat MOCVD.
Dina prosés manufaktur wafer, lapisan epitaksial salajengna diwangun dina sababaraha substrat wafer pikeun ngagampangkeun manufaktur alat. Alat pemancar cahaya LED anu has kedah nyiapkeun lapisan epitaksial GaAs dina substrat silikon; Lapisan epitaksial SiC dipelak dina substrat SiC konduktif pikeun konstruksi alat sapertos SBD, MOSFET, jsb., pikeun tegangan tinggi, arus tinggi sareng aplikasi daya sanésna; Lapisan epitaksial GaN diwangun dina substrat SiC semi-terisolasi pikeun salajengna ngawangun HEMT sareng alat sanés pikeun aplikasi RF sapertos komunikasi. Prosés ieu teu tiasa dipisahkeun tina alat CVD.
Dina alat CVD, substrat teu tiasa langsung disimpen dina logam atanapi ngan saukur disimpen dina dasar pikeun déposisi epitaksial, sabab ngalibatkeun aliran gas (horizontal, vertikal), suhu, tekanan, fiksasi, ngaleupaskeun polutan sareng aspék sanés tina faktor pangaruh. Ku alatan éta, dasar diperyogikeun, teras substrat disimpen dina cakram, teras déposisi epitaksial dilaksanakeun dina substrat nganggo téknologi CVD, sareng dasar ieu nyaéta dasar grafit dilapis SiC (ogé katelah baki).
Basa grafit anu dilapis SiC umumna dianggo pikeun ngadukung sareng manaskeun substrat kristal tunggal dina alat deposisi uap kimia logam-organik (MOCVD). Stabilitas termal, keseragaman termal sareng parameter kinerja sanés tina basa grafit anu dilapis SiC maénkeun peran anu penting dina kualitas kamekaran bahan epitaksial, janten éta mangrupikeun komponén konci inti tina alat MOCVD.
Déposisi uap kimia logam-organik (MOCVD) nyaéta téknologi utama pikeun kamekaran épitaksial pilem GaN dina LED biru. Éta ngagaduhan kaunggulan operasi anu saderhana, laju kamekaran anu tiasa dikontrol sareng kamurnian pilem GaN anu luhur. Salaku komponén penting dina ruang réaksi peralatan MOCVD, dasar bantalan anu dianggo pikeun kamekaran épitaksial pilem GaN kedah ngagaduhan kaunggulan résistansi suhu anu luhur, konduktivitas termal anu seragam, stabilitas kimia anu saé, résistansi kejut termal anu kuat, jsb. Bahan grafit tiasa nyumponan kaayaan di luhur.
Salaku salah sahiji komponén inti tina alat MOCVD, dasar grafit nyaéta awak pamawa sareng pemanasan substrat, anu sacara langsung nangtukeun keseragaman sareng kamurnian bahan pilem, janten kualitasna langsung mangaruhan persiapan lambaran epitaxial, sareng dina waktos anu sami, kalayan ningkatna jumlah panggunaan sareng parobihan kaayaan kerja, éta gampang pisan dianggo, kagolong kana bahan konsumsi.
Sanaos grafit gaduh konduktivitas termal sareng stabilitas anu saé pisan, éta gaduh kaunggulan anu saé salaku komponén dasar peralatan MOCVD, tapi dina prosés produksi, grafit bakal ngakorosi bubuk kusabab sésa-sésa gas korosif sareng organik logam, sareng umur jasa dasar grafit bakal ngirangan pisan. Dina waktos anu sami, bubuk grafit anu murag bakal nyababkeun polusi kana chip.
Munculna téknologi palapis tiasa nyayogikeun fiksasi bubuk permukaan, ningkatkeun konduktivitas termal, sareng nyaimbangkeun distribusi panas, anu parantos janten téknologi utama pikeun ngarengsekeun masalah ieu. Basis grafit dina lingkungan panggunaan peralatan MOCVD, palapis permukaan dasar grafit kedah nyumponan ciri-ciri ieu:
(1) Dasar grafit tiasa dibungkus sapinuhna, sareng kapadetanna saé, upami henteu dasar grafit gampang kakorosi ku gas korosif.
(2) Kakuatan kombinasi sareng dasar grafit luhur pikeun mastikeun yén palapis henteu gampang murag saatos sababaraha siklus suhu luhur sareng suhu handap.
(3) Mibanda stabilitas kimia anu saé pikeun nyingkahan kagagalan palapis dina suhu anu luhur sareng atmosfir korosif.
SiC mibanda kaunggulan tahan korosi, konduktivitas termal anu luhur, tahan kejut termal sareng stabilitas kimia anu luhur, sareng tiasa dianggo kalayan saé dina atmosfir epitaksial GaN. Salian ti éta, koefisien ékspansi termal SiC béda pisan sareng grafit, janten SiC mangrupikeun bahan anu dipikaresep pikeun palapis permukaan dasar grafit.
Ayeuna, SiC anu umum utamina nyaéta jinis 3C, 4H sareng 6H, sareng panggunaan SiC pikeun jinis kristal anu béda-béda béda-béda. Salaku conto, 4H-SiC tiasa ngadamel alat kakuatan tinggi; 6H-SiC mangrupikeun anu paling stabil sareng tiasa ngadamel alat fotolistrik; Kusabab strukturna anu sami sareng GaN, 3C-SiC tiasa dianggo pikeun ngahasilkeun lapisan epitaksial GaN sareng ngadamel alat RF SiC-GaN. 3C-SiC ogé umumna katelah β-SiC, sareng panggunaan penting β-SiC nyaéta salaku bahan pilem sareng palapis, janten β-SiC ayeuna mangrupikeun bahan utama pikeun palapis.
Métode pikeun nyiapkeun lapisan silikon karbida
Ayeuna, metode persiapan palapis SiC utamina kalebet metode gel-sol, metode embedding, metode palapis sikat, metode nyemprot plasma, metode réaksi gas kimia (CVR) sareng metode deposisi uap kimia (CVD).
Métode panyematan:
Métode ieu mangrupikeun jinis sintering fase padet suhu luhur, anu utamina nganggo campuran bubuk Si sareng bubuk C salaku bubuk panyisipan, matriks grafit disimpen dina bubuk panyisipan, sareng sintering suhu luhur dilaksanakeun dina gas inert, sareng pamustunganana palapis SiC diala dina permukaan matriks grafit. Prosésna saderhana sareng kombinasi antara palapis sareng substrat saé, tapi seragamna palapis sapanjang arah ketebalan goréng, anu gampang ngahasilkeun langkung seueur liang sareng nyababkeun résistansi oksidasi anu goréng.
Métode palapis sikat:
Métode palapis sikat utamina nyaéta ku cara nyikat bahan baku cair dina permukaan matriks grafit, teras ngagaringkeun bahan baku dina suhu anu tangtu pikeun nyiapkeun palapis. Prosésna saderhana sareng biayana murah, tapi palapis anu disiapkeun ku metode palapis sikat lemah dina kombinasi sareng substrat, seragamna palapis goréng, palapisna ipis sareng résistansi oksidasi rendah, sareng metode sanés diperyogikeun pikeun ngabantosan éta.
Métode nyemprot plasma:
Métode nyemprot plasma utamina nyaéta nyemprot bahan baku anu dilebur atanapi semi-lebur kana permukaan matriks grafit nganggo pistol plasma, teras padet sareng ngabeungkeut pikeun ngabentuk lapisan. Métode ieu gampang dioperasikeun sareng tiasa nyiapkeun lapisan silikon karbida anu relatif padet, tapi lapisan silikon karbida anu disiapkeun ku metode ieu sering lemah teuing sareng nyababkeun résistansi oksidasi anu lemah, janten umumna dianggo pikeun nyiapkeun lapisan komposit SiC pikeun ningkatkeun kualitas lapisan.
Métode gél-sol:
Métode gél-sol utamina nyaéta nyiapkeun larutan sol anu seragam sareng transparan anu nutupan permukaan matriks, dikeringkeun janten gél teras disinter pikeun kéngingkeun lapisan. Métode ieu gampang dioperasikeun sareng hargana murah, tapi lapisan anu dihasilkeun ngagaduhan sababaraha kakurangan sapertos résistansi kejut termal anu handap sareng gampang retak, janten henteu tiasa dianggo sacara lega.
Réaksi Gas Kimia (CVR):
CVR utamina ngahasilkeun palapis SiC ku cara ngagunakeun bubuk Si sareng SiO2 pikeun ngahasilkeun uap SiO dina suhu anu luhur, sareng sarangkaian réaksi kimia lumangsung dina permukaan substrat bahan C. Palapis SiC anu disiapkeun ku metode ieu raket pisan ngabeungkeut kana substrat, tapi suhu réaksina langkung luhur sareng biayana langkung luhur.
Déposisi Uap Kimia (CVD):
Ayeuna, CVD mangrupikeun téknologi utama pikeun nyiapkeun palapis SiC dina permukaan substrat. Prosés utama nyaéta runtuyan réaksi fisik sareng kimia bahan réaktan fase gas dina permukaan substrat, sareng pamungkas palapis SiC disiapkeun ku cara déposisi dina permukaan substrat. Palapis SiC anu disiapkeun ku téknologi CVD raket pisan kana permukaan substrat, anu sacara efektif tiasa ningkatkeun résistansi oksidasi sareng résistansi ablatif bahan substrat, tapi waktos déposisi metode ieu langkung lami, sareng gas réaksi ngagaduhan gas toksik anu tangtu.
Kaayaan pasar pikeun dasar grafit anu dilapis SiC
Nalika pabrik asing mimiti ngamimitian, aranjeunna gaduh kaunggulan anu jelas sareng pangsa pasar anu luhur. Sacara internasional, supplier utama dasar grafit anu dilapis SiC nyaéta Xycard Walanda, Jerman SGL Carbon (SGL), Jepang Toyo Carbon, Amérika Serikat MEMC sareng perusahaan sanésna, anu dasarna ngawasa pasar internasional. Sanaos Cina parantos ngalangkungan téknologi inti konci pikeun pertumbuhan seragam palapis SiC dina permukaan matriks grafit, matriks grafit kualitas luhur masih ngandelkeun SGL Jerman, Jepang Toyo Carbon sareng perusahaan sanésna, matriks grafit anu disayogikeun ku perusahaan domestik mangaruhan umur jasa kusabab konduktivitas termal, modulus élastis, modulus kaku, cacad kisi sareng masalah kualitas sanésna. Peralatan MOCVD henteu tiasa nyumponan sarat panggunaan dasar grafit anu dilapis SiC.
Industri semikonduktor Cina keur mekar gancang, kalawan ningkatna laju lokalisasi alat epitaksial MOCVD sacara bertahap, sarta ékspansi aplikasi prosés séjénna, pasar produk dasar grafit palapis SiC ka hareup diperkirakeun bakal tumuwuh gancang. Numutkeun perkiraan industri awal, pasar dasar grafit domestik bakal ngaleuwihan 500 juta yuan dina sababaraha taun ka hareup.
Basis grafit anu dilapis SiC mangrupikeun komponén inti tina alat industrialisasi semikonduktor majemuk, nguasaan téknologi inti konci produksi sareng manufakturna, sareng ngawujudkeun lokalisasi sadaya ranté industri bahan baku-prosés-alat mangrupikeun hal anu penting sacara strategis pikeun mastikeun kamekaran industri semikonduktor Cina. Widang basis grafit anu dilapis SiC domestik nuju mekar, sareng kualitas produkna tiasa ngahontal tingkat lanjutan internasional pas mungkin.
Waktos posting: 24-Jul-2023